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登錄ansys曲面設置的案例
在ABAQUS中基于圓柱坐標系設置關于坐標函數的表面力(keyword 曲面加載,圓柱坐標,面力)
例如下圖所示,受Y方向某拉力作用,各點應力狀態為:
在圓孔中心位置建立圓柱坐標系,該應力狀態在圓柱坐標系下的公式為:
在這種情況下反推物理量,需要對曲面施加基于圓柱坐標系的面力。
案例如下:在圓弧面基于圓柱坐標系施加等效于單向應力狀態的面力。
加載前先建立圓柱坐標系(注意R軸方向為0度位置,T軸方向為角度增大方向,示意圖見文后的加載圖)
具體設置方法為:Load>Create Load>Mechanical>surface traction
選中中間曲面后,先設置徑向力,按以下參數設置:
Distribution:應力分配,點擊后面的f(x)創建一個基于圓柱坐標系的表達式,Local system 要選擇圓柱坐標系,Th為角度變量。
Traction:選擇General,為一般力。
Vector:點擊選擇圖標后,依次選擇(0,0,0) (-1,0,0) ,坐標選擇建立的圓柱坐標系。
注:面力方向矢量是基于所選坐標系,(-1,0,0)就是沿圓柱坐標系下的R軸反向。
Magnitude:選擇應力大小為1。
然后在創建一個Load,設置切向力,如下圖所示,也是基于圓柱坐標系。
再創建一個Load,在整體坐標系下對兩側的平面施加Y方向的面力,大小為1,同時對后面的面施加全約束。
最后加載形式為下圖所示:
求解結果如下圖:
大部分位置應力在0.99~1.01之間,為單向應力狀態,加載方式正確。
本問題的關鍵是面力的方向問題,在選擇面力的方向矢量時,是基于所選坐標系。對于圓柱坐標系,切向力矢量為(0,-1,0)時,即力的方向只沿著theta的反方向。
展開 Ansys Zemax | 確保自由曲面設計的可制造性
本文專門介紹使用單點金剛石車床加工自由曲面的主要可制造性參數,解釋了可制造性參數如何與儀器參數相關聯,并展示了如何在 OpticStudio 中檢查和控制這些可制造性參數。此外,還解釋了如何處理其考察區域外的自由曲面的行為。例如,使用塑料自由曲面透鏡(Alvarez透鏡元件)等。
表面參數控制
鏡頭加工中需要進行控制的表面參數將取決于加工方法和設備。加工塑料光學元件最流行和最廣泛使用的方法之一是使用 三軸金剛石車床(圖 1)進行直接切割,或者更常見的是利用切割模具來加工透鏡。
圖1. 三軸金剛石切割機(左) 金剛石切割刀具(右)
傾斜角度
讓我們看一下儀器的局限性(圖 2)。刀具的側面傾角限制了沿任何徑向橫截面的最大可能斜切角。由于這樣的徑向橫截面與子午面重合,因此相應的斜率在 OpticStudio 中稱為“子午斜率”。相對而言,旋轉對稱表面子午斜率對于自由曲面而言,沿不同的徑向截面具有不同的分布。
另一個參數是 “弧矢斜率” 角度。當我們在三軸金剛石車床上加工自由曲面時,刀具在工件的每一圈都沿 Z 軸來回移動,以加工非旋轉對稱形狀的透鏡。在這種情況下,刀具的后角限制了表面沿鏡頭上每個圓圈變化的速度,這稱為弧矢斜率。更準確地說,刀具在表面上產生螺旋軌跡,但螺旋的步長非常小,在大多數情況下,可以將刀具軌跡視為一系列圓圈。對于旋轉對稱鏡片,弧矢斜率剛好為零。
圖 2. 子午和弧矢斜率,黃線表示沿哪個方向測量斜率
有時,從加工的角度來看,將工件放置在平臺的旋轉軸之外而不是沿軸放置是合理的,這樣刀具在工件上的軌跡看起來幾乎是直線。在這種情況下,我們應該控制所謂的 “X斜率” 和 “Y斜率”(圖3)。
圖3.
展開 Ansys Zemax | 利用 TrueFreeForm 面進行網格自由曲面的優化
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展開 Ansys Zemax | 確保自由曲面設計的可制造性
此圖將曲面的子午、弧矢、x 和 y 曲率顯示為 2D 彩色、等高線圖或 3D 曲面圖(請參閱 OpticStudio 用戶手冊了解更多詳情)。局部半徑和曲率之間的關系很簡單:
曲率半徑 = 1 / 曲率
通常,刀具的尖端半徑和切削邊緣半徑明顯小于光學表面的局部半徑,因此在大多數情況下,我們不必在優化過程中控制它。但在某些復雜形狀表面的特殊情況下可能需要它。在優化的最后階段檢查自由曲面的局部曲率半徑是一種很好的做法,可以確保所選的刀頭沒有問題。
圖10.

Ansys Zemax | 在 OpticStudio 中使用自由曲面進行設計
Bajuk,“自由曲面光學的實際實例”,載于《可再生能源與環境》,OSA 技術文摘(在線)(美國光學學會,2013 年),論文 FT3B.2。
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在OpticStusio的序列和非序列模式中,我們可以使用各式的工具進行自由曲面的光學設計。本文中,我們提供了一個以切比雪夫多項式表面(Chebyshev Polynomial surface)設計出離軸拋物面的范例,且此系統是在系列模式中進行設計的。另外,在OpticStudio的序列模式中有超過20種自由曲面供選擇,本文將提到鏡頭數據編輯器(Lens Data Editor)中一些好用的篩選功能,可以協助設計者根據不同的應用決定適合的自由曲面。
簡介
相較于傳統的球形光學原件,自由曲面是一種復雜、且擁有更大設計自由度的表面。雖然在制程上較為困難,但自由曲面的使用可以大幅的減少系統的體積。自由曲面可被應用在各式不同的領域,天線、激光光束整形器(laser beam shaper)和哈伯太空望遠鏡等的設計中,早已可見自由曲面的蹤跡。
OpticStudio提供了許多好用的功能,供用戶在序列和非序列模式中進行自由曲面的設計。這篇文章,我們會在序列模式中以切比雪夫多項式表面設計出離軸拋物面。同時,我們還會討論如何快速的針對不同系統找出適合的自由曲面種類。
切比雪夫多項式表面(Chebyshev Polynomial surface)
在眾多OpticStudio的自由曲面選擇中,唯獨此表面是由切比雪夫多項式 (Chebyshev Polynomial)所定義的。這種類型的多項式的項次在歸一化方形孔徑上彼此正交,代表構成表面幾何形狀的系數呈線性獨立。如此一來,當我們對表面的幾何關系進行優化時,將不再受到局部最小值(local minima)的限制。與非球面的系統相比,自由曲面的設計過程可因此而變得更直觀。此外,切比雪夫多項式是由卡氏坐標推導出的,而多數的多項式自由曲面則用于描述旋轉對稱的系統。
展開 基于ANSYS/LS-DYNA曲面手機玻璃的拋光仿真分析
通過設置不同彈性模量的聚氨酯拋光絲,共進行4組有限元仿真,得出以下幾個結論:(1)玻璃等效應力和聚氨酯拋光絲彈性模量成正比,隨著聚氨酯拋光絲彈性模量的增加,等效應力也相應增加,而應力增加也對應在拋光時摩擦力增加,相對的材料去除率也就增加;(2)等效應力波動率并非和彈性模量成正比,波動率在10 MPa的時候最小,為36.3%;(3)隨著聚氨酯拋光絲的彈性模量的增大,聚氨酯沿Z方向的最大速度逐漸下降,且波動率情況在在20 MPa和30 MPa的時候要小于10 MPa和40 MPa的時候。
綜合分析,在彈性模量為30 MPa的情況下,不僅波動率較小,并且還能產生較高的應力,是4組彈性模量中最適合的。
來源:玻璃雜志
作者:李端 李煥峰等
展開 ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題
問題描述:
2D/3D中,電機等產品的部件尺寸,如定子內外徑都是真圓弧面,而網格剖分時產生的三角形網格或者四面體網格并不是真實的圓弧共形曲面網格,是通過對曲面的共形逼近來等效的。如何合理設置呢?
解決方法:
定義曲面的表面近似mesh選項“Surface Deviation”和“Normal Deviation”項
說明:
Mesh options下的surface approximation中“Surface Deviation”和“Normal Deviation”,其含義如下圖,這兩個值越小就意味著采用越多的網格去逼近曲面。
展開 ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題(二)
3、如何在Maxwell current激勵下設置電流突變(=0)設置?
定義一個變量zerotime
定義電流源帶變量
5*1.414*sin(2*pi*180*time+53.7*pi/180)*pwl(zerotime,time)
輸出/輸入電流波形,在0.0055s 時電流變為0.
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題(一)
一,Maxwell激勵設置問題:
1、Maxwell 3D如何出現“Current leak to the air”的報錯信息?
問題描述:
當Maxwell3D仿真模型里面包含空心線圈的時候,有時候會報“Current leak to the air”的錯誤信息,截圖如下:
錯誤原因:
這是軟件的一個Bug,在V15之前直接報錯,不提供錯誤信息;V16以后,提供報錯信息。
解決辦法:
空心線圈不要建立成360全模型,可以包含一個非常小的空隙。
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題(四)
問題描述:
3D模型軸向拉伸生成高質量均勻網格
解決辦法:
利用3D“Clone mesh”技術,通過拉伸生成高質量均勻網格
★ 在“Band”部件右鍵單擊“Assign mesh operation->CylindricalGap treatment”,完成后在“Project Manager->Mesh Operations->CylindricalGaps1”中勾選“Clone Mesh”
★ 設置完成以后,運行“Apply Mesh Operations”選中任意軸向對稱部件,然后右鍵“Plot Mesh”即可得到高質量3D均勻網格。
來源于:ANSYS官網
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ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題(二)
問題描述:
2D/3D中,電機等產品的部件尺寸,如定子內外徑都是真圓弧面,而網格剖分時產生的三角形網格或者四面體網格并不是真實的圓弧共形曲面網格,是通過對曲面的共形逼近來等效的。如何合理設置呢?
解決方法:
定義曲面的表面近似mesh選項“Surface Deviation”和“Normal Deviation”項
說明:
Mesh options下的surface approximation中“Surface Deviation”和“Normal Deviation”,其含義如下圖,這兩個值越小就意味著采用越多的網格去逼近曲面。Maxwell對圓弧面進行網格剖分時的默認圓心角為22.5°,可以通過修改表面近似的設置來生成更加合理的初始網格,從而在確保精度的前提下提高計算效率。
展開 ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題(一)
外電路中定義變量
導出sph網表文件
在Maxwell中導入外電路sph網表文件
在Maxwell中重新定義變量
3、如何在Maxwell current激勵下設置電流突變(=0)設置?
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題(三)
問題描述:
2D/3D中,電機等產品的部件尺寸,如定子內外徑都是真圓弧面,而網格剖分時產生的三角形網格或者四面體網格并不是真實的圓弧共形曲面網格,是通過對曲面的共形逼近來等效的。如何合理設置呢?
解決方法:
定義曲面的表面近似mesh選項“Surface Deviation”和“Normal Deviation”項
說明:
Mesh options下的surface approximation中“Surface Deviation”和“Normal Deviation”,其含義如下圖,這兩個值越小就意味著采用越多的網格去逼近曲面。Maxwell對圓弧面進行網格剖分時的默認圓心角為22.5°,可以通過修改表面近似的設置來生成更加合理的初始網格,從而在確保精度的前提下提高計算效率。
展開 『原創』ANSYS的單位在哪可以看見和設置,FLOTRAN模塊中,流通導熱系數怎么設置?
本人正在做論文,初學ANSYS不久,現向大家求教
ANSYS的單位在哪可以看見和設置,FLOTRAN模塊中,流體導熱系數怎么設置?
另在一個二維的圓環流體模型中,我設置了內圓環邊界流體速度,那么外圓環流體速度還要設置嗎?